Formulación de métodos de análisis urbano y proyectación urbanística basados en procesos digitales
Danny A. OSORIO, Arq.1
1 Jóvenes Investigadores e Innovadores 2010 - Colciencias. Facultad de Arquitectura, Universidad Nacional de Colombia - Medellín, Colombia. dannyandresosorio.arquitecto@gmail.com
1. Abstract This document and all of the research and experiments that were made are the final product of a research project developed as part of the Young Researchers and Innovators Program "Virginia Gutiérrez de Pineda", on call 510 of 2010. The digital age and the new design tools have had an important role in the architectural production of the last decade, while urban design is waiting for the integration of this new design methodology for the planning of new urban environment. Contemporary society requires new spatial order patterns more varied, complex and densely built, which are inherently multivalent and adaptive, the premise of "parametricism" is that all the architectural and urban elements should be parametrically manipulated and compose a dynamic whole, mutually responsive and adaptative to the context, the key is that the design processes are dynamic, correlated and at the same time vary simultaneously. Parametric urban design is a systematic method for a different approach of new urban spaces in the Colombian and Latin American city, which may be variable and programmed to respond to environmental parameters, which gradually transform and adapt the space, shape and orientation of the individual elements respect to specific conditions to each location and at the same time, this adaptive modulation provides an organic aesthetic of the architectural elements and facilitates the understanding and navigation in the urban environment. Our responsibility now is to design cities that fit, in a sustainable way, to the environment without stopping the progress and development of our society. Keywords: Parametric design, parametric urbanism, digital architecture, digital tools. 1
2. Resumen Este documento y toda la investigación y experimentos que fueron hechos son e producto final de un proyecto de investigación desarrollado como parte del Programa Jóvenes Investigadores e Innovadores “Virginia Gutiérrez de Pineda”, en la convocatoria 510 de 2010. La era digital y las nuevas herramientas de diseño han jugado un papel importante en la producción arquitectónica de la última década, mientras que, el diseño urbano está a la espera de la integración de esta nueva metodología de diseño para el planteamiento de nuevos escenarios urbanos. La sociedad contemporánea requiere nuevos patrones de orden espacial más variados, complejos y densamente integrados, que sean inherentemente multivalentes y adaptativos; la premisa del “parametricismo” es que todos los elementos arquitectónicos y urbanos deben ser paramétricamente manipulables y componer un todo dinámico, mutuamente responsivo y de adaptación al contexto; la clave está en que los procesos de diseño son dinámicos, están correlacionados y al mismo tiempo varían. El diseño urbano paramétrico es un método sistemático para el planteamiento de nuevos espacios urbanos en la ciudad colombiana y latinoamericana que puedan ser variables y programados para responder a parámetros ambientales como por ejemplo a la exposición solar, lo cual transformará y adaptará gradualmente el espacio, la forma y la orientación de los elementos individuales respecto a condiciones propias a cada lugar; al mismo tiempo, esta modulación adaptativa proporciona a los elementos arquitectónicos una estética orgánica y facilita la comprensión y la navegación en el medio ambiente urbano. Nuestra responsabilidad ahora es diseñar ciudades que se adapten de manera sostenible al medio ambiente sin detener el progreso y el desarrollo de nuestra sociedad. Palabras clave: Diseño paramétrico, urbanismo paramétrico, arquitectura digital, herramientas digitales. 3 .Introducción Parametricismo, es un término acuñado por Patrik Schumacher, socio de la arquitecta Zaha Hadid en Zaha Hadid Architects, y es el nombre que se le ha otorgado a un movimiento que viene tomando fuerza, en los últimos años, como la vanguardia arquitectónica con temporánea. El parametricismo posee una relación profunda con la búsqueda de un nuevo paradigma estético en el diseño arquitectónico, urbano, industrial y gráfico del momento histórico recibido del postmodernismo; más que una moda o una tendencia, representa un nuevo paradigma global de pensamiento,
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fundamentado en la diferenciación radical de los espacios mediante el uso de herramientas y procesos digitales, como aquellos que en este momento están siendo utilizados por las más influyentes escuelas y estudios de arquitectura y urbanismo de vanguardia alrededor del mundo. En Latinoamérica y particularmente en Colombia, en el medio académico y en el diseño de la ciudad a escala real, existe un gran vacío en cuanto a la inclusión de nuevas tecnologías y métodologías de diseño para el desarrollo de ámbitos urbanos; por ende, se hace necesario la construcción de proyectos de investigación que elaboren una síntesis práctica y un panorama general de estas innovaciones en el campo de la arquitectura y el urbanismo contemporáneos, ya que en el medio colombiano aún no existe un espacio de exploración y experimentación referente a esta temática, debido a la falta de conocimiento y de experiencia en este campo. Este proyecto de investigación está fundamentado en exploraciones previas y pretende formular e impulsar nuevos contenidos científicos e innovaciones tecnológicas en el campo de estudios arquitectónicos y urbanos, explorando y analizando modelos y soluciones empleadas en otros contextos y formulando, a partir de procesos digitales, nuevos métodos y procesos urbanos aplicables en el contexto de la ciudad colombiana y latinoamericana. 4. Objetivo Formular nuevos métodos de análisis urbano y proyectación urbanística basados en herramientas digitales de diseño, a partir de la identificación, compilación y exploración de métodos fundamentados en software, simulación algorítmica y lo relacionado a nuevos procesos digitales; recopilando desarrollos e innovaciones tecnológicas estratégicas para el planteamiento de nuevos espacios urbanos en la ciudad colombiana y latinoamericana. 5. Metodología El proyecto investigación conduce a la búsqueda de conocimiento mediante tres fases: una fase exploratoria, una fase descriptiva y una fase explicativa. En una primera fase exploratoria se pretende proporcionar un panorama general acerca del parametricismo y sus fundamentos teóricos, esto con el fin de conformar una red de investigación y cooperación académica a nivel nacional e internacional que logre el intercambio de conocimiento y la retroalimentación de investigaciones paralelas. Después de identificar éstos núcleos de investigación a nivel latinoamericano e internacional se inicia la etapa en la que se describen sus métodos de análisis urbano y proyectación urbanística, generados por la innovación tecnológica y los procesos
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digitales, procedimientos, técnicas y tecnologías que aún no han sido adaptados a ámbitos urbanos propios de la ciudad colombiana y latinoamericana contemporánea. En la última fase se enuncian los aportes del diseño paramétrico aplicado al urbanismo, ofreciendo una visión general de estas nuevas y valiosas herramientas, fundamentales en una nueva era de tecnologías digitales que comienzan a tener un impacto significativo en la manera en que se analizan y diseñan nuestras ciudades. Finalmente se enuncian aquellas herramientas que permiten a los arquitectos y urbanistas desarrollar un proceso de diseño complejo y adecuado para la intervención en el espacio urbano, en el cual se desarrollará la sociedad contemporánea, conformando una base científica y tecnológica sobre la cual los arquitectos, urbanistas, planificadores y teóricos comiencen a comprometerse con el desarrollo de una nueva ciudad digital acorde con los cambios paradigmáticos de nuestra cultura contemporánea.
Figura 1. Proceso y metodología de trabajo: desarrollo de algoritmos mediante un editor gráfico de algoritmos y su representación en la plataforma gráfica de un software de modelado 3D.
6. ¿Qué es el Diseño Paramétrico? El diseño paramétrico es la abstracción geométrica y matemática de una idea o concepto, cuya virtud principal es la posibilidad de manipulación de sus propiedades (parámetros) con mayor precisión, con el objetivo de desarrollar un proceso de diseño que genere resultados óptimos. 4
El diseño paramétrico constituye un salto cualitativo en la calidad de los procesos de diseño al no estar coartado por la herramienta que se utilice, puesto que ahora, es el diseñador quien crea su propia herramienta y esta puede variar dependiendo de las prioridades propias a cada proceso de diseño. Por otro lado, el diseño paramétrico es fundamental para reducir el esfuerzo necesario al crear y modificar variantes en el diseño y da la posibilidad de analizar y evaluar diferentes alternativas rápidamente, generando un proceso sistemático donde se eliminan las tediosas tareas repetitivas, la necesidad de complicados cálculos manuales y la posibilidad del error humano, facilitando la obtención de grandes alteraciones en el resultado final, pues al diseñar el proceso se desarrolla una serie de relaciones matemáticas y geométricas que generan una sucesión de procesos y sistemas (algoritmos) sólo con ligeras variaciones en los parámetros iniciales, permitiendo la exploración de las posibilidades de variación de los parámetros y el descubrimiento de soluciones inimaginadas generadas gracias a la ‘‘inteligencia’’ integrada al proceso de diseño. 7. Resultados
Figura 2. Ciudad experimental 1 es la primera prueba de elementos urbanos elementales generados a partir de algoritmos.
Figura 3. La segunda aproximación constituye un experimento formal fundamentada en la densidad de elementos construidos y en su variación a lo largo de un plano urbano. 5
Figura 4. Por medio de un operador de manupulación gráfica que modifican morfológicamente los elementos urbanos de acuerdo a variaciones ligadas al análisis solar, lo cual deriva en una estructura urbana dinámica.
Figura 5. En este experimento en específico, los diagramas de Voronoi componen la base formal, tipológica y morfológica, desconfigurando cualquier tipo de trazado convencional y desintegrando la alineación por calle como base del tejido urbano.
Figura 6. En este caso se experimenta con bloques urbanos y su posible forma, tamaño, altura y disposición en el plano urbano de manera fluida.
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Figura 7. El objetivo del desarrollo de definiciones algorítmicas autónomas es evaluar la posibilidad de micro y macro control de los parámetros urbanos en el proyecto y desarrollar estrategias independientes para ámbitos con condiciones cambiantes y que pueda apatarse al contexto e incluso a configuraciones geométricas propias de fragmentos no uniformes de territorios sobre los cuales se asienta el proyecto urbano.
Figura 8. En la definición algorítmica de este experimento se trata de emular las lógicas formales y espaciales de la variación paramétrica de bloques urbanos.
Figura 9. En este experimento urbanismo paramétrico se experimenta con la deformación de una retícula urbana a partir de la definición de expansión de puntos, documentada como una definición de baja complejidad.
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Figura 10. Después de definir matemática y geométricamente el tejido ortogonal, se procede a modificarlo con las técnicas de manipulación formal y espacial que ha introducido la contemporaneidad, con un punto de atracción se ejerce una fuerza que manipula los puntos iniciales de la red ortogonal.
Figura 11. Una de las premisas del proyecto de investigación es la aplicación de las herramientas digitales en el diseño de la ciudad colombiana y latinoamericana, fiel a esta hipótsis era necesario elaborar una técnica digital para desarrollar el trazado urbano en ladera (pendiente).
8. Conclusiones
Las tecnologías digitales avanzadas aplicadas al proyecto urbano establecen un proceso de diseño flexible, con la posibilidad de explorar múltiples alternativas en un ambiente digital interactivo, incorporando múltiples parámetros que facilitan el desarrollo de un criterio de evaluación del desempeño del resultado final del proyecto urbano. Sin embargo, los proyectos de urbanismo paramétrico diseñados hasta el momento descuidan importantes parámetros espaciales de configuración elemental del ámbito urbano, desconocen patrones de relación basados en barreras permeables, así como también, excluyen parámetros de control programático, otorgando mayor relevancia a parámetros formales y ambientales El diseño urbano paramétrico posee un enfoque sistemático, por esta razón debe concebir el proyecto urbano, no como un resultado exclusivo de parámetros formales y espaciales, sino como un producto de relaciones 8
complejas entre los elementos del sistema urbano, constituído por individuos, lugares, infraestructura, paisaje, geografía y arquitectura. La morfología urbana generada a partir de técnicas digitales, además de programarse para responder a parámetros ambientales, tiene la responsabilidad de incorporar, como parámetros, datos espaciales, sociales y demográficos con el fin de controlar las capas urbanas y los parámetros particulares de la arquitectura urbana. El proyecto urbano paramétrico posee la virtud de variar, adaptarse y correlacionarse con las actividades urbanas. En contraste con el desorientado, genérico y monotono proyecto urbano moderno y el casi inexistente proyecto urbano postmoderno, el urbanismo paramétrico plantea un modelo generador de procesos contemporáneos de vida urbana. En un principio, la ostentación formal del parametricismo es pertinente como exploración académica e investigactiva, sin embargo, por su naturaleza matemática es apropiado para la aplicación en el medio profesional de la arquitectura y el urbanismo gracias a su enfoque práctivo y las posibilidades que representa para el desarrollo operaciones técnicas relacionadas con densidades, índices, cuantificación y optimización de áreas, etc. Las herramientas digitales son un recurso de mucha utilidad en el proceso de proyectar la ciudad contemporánea, son el medio más apropiado para integrar, como parte fundamental del proyecto urbano, condiciones propias de las ciudades colombianas y latinoamericanas, condiciones como la geografía, el asoleamiento y la ventilación, las cuales pueden ser incorporadas por la metodología integral y sistemática del diseño urbano paramétrico.
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